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Low dose out-of-field radiotherapy, part 1: Measurement of scattered doses - 20/04/17

Faibles dose de radiothérapie en dehors des faisceaux (première partie) : mesure des doses diffusées

Doi : 10.1016/j.canrad.2016.09.017 
M. Kruszyna a, b, , S. Adamczyk b, A. Skrobała a, b, M. Skórska b, W. Suchorska c, K. Zaleska c, A. Kowalik b, W. Jackowiak d, J. Malicki a, b
a Electroradiology department, medical science university, Poznan, Poland 
b Medical physics department, greater Poland cancer centre, Poznan, Poland 
c Medical physics department, greater Poland cancer centre, radiobiology laboratories, Poznan, Poland 
d Ist radiotherapy department, greater Poland cancer centre, Poznan, Poland 

Corresponding author at: Department of medical physics, greater Poland cancer centre, Garbary 15 street, 61-866 Poznan, Poland.
Sous presse. Épreuves corrigées par l'auteur. Disponible en ligne depuis le jeudi 20 avril 2017

Abstract

Purpose

To measure out-of-field doses in a phantom model to better quantify this radiation.

Material and methods

The individual contribution of photons and neutrons to the total out-of-field dose for 6 MV and 20 MV photons at open beam were measured in a purpose-designed water phantom. Radiation doses were measured at seven separate points (P1–P7) in the phantom with thermoluminescent detectors (TLD 100, 600, and 700) and GAFchromic™ EBT films.

Results

At a prescribed dose of 75Gy to the isocentre, the photon dose level in the close-to-field area (P2) ranged from 2.0–2.5Gy for 6 MV and 1.5–2.0Gy for 20 MV; the total out-of-field doses at P2 and P7, respectively, were estimated to be as follows: for 6 MV: TLD 100 (<3.23% and<0.14%); radiochromic film (<2.52% and <0.03%); and for 20 MV: TLD 100 (<2.94% and <0.78%); TLD 700 (<2.02% and <0.14%); and radiochromic film (<1.73% and <0.01%). Although the dose decreased rapidly as the distance from the central beam axis increased, even distant doses could be as high as several centigrays. The neutron dose for 20 MV photons at a distance of 25cm from the isocentre was 4.0mSv/Gy.

Conclusion

Our results show that in the close-to-field area, the dose level could be as high as 1.5Gy assuming a prescribed dose of 75Gy to the isocentre. By contrast, the doses delivered to more distant areas from the planning target volume were much lower (centigrays). These findings show that both 6 MV and 20 MV photons could produce dosimetrically important dose levels outside of the field. The data reported here may be of value to study the potential impact of even very low doses of radiation on human tissues.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Résumé

Objectif de l’étude

Mesurer les doses de radiothérapie délivrées par des faisceaux dans un fantôme pour mieux quantifier cette irradiation.

Matériel et méthodes

La contribution individuelle des photons et des neutrons à la dose délivrée en dehors de faisceaux ouverts de photons de 6 MV et 20 MV a été mesurée dans un fantôme d’eau spécialement conçu. Les doses de rayonnement ont été mesurées en sept points distincts (P1 à P7) dans le fantôme avec des dosimètres thermoluminescents (TLD 100, 600 et 700) et des films radiochromiques GAFchromic™ EBT.

Résultats

Pour une dose prescrite de 75Gy à l’isocentre, la dose de radiation dans la zone proche du faisceau (P2) variait de 2,0 à 2,5Gy pour les photons de 6 MV et de 1,5 à 2,0Gy pour ceux de 20 MV ; les doses totales hors faisceau aux points P2 et P7, respectivement, ont été évaluées comme suit : pour 6 MV : TLD 100 (<3,23 % et <0,14 %) ; le film radiochromique (<2,52 % et <0,03 %) ; et 20 MV : TLD 100 (<2,94 % et <0,78 %) ; 700 TLD (<2,02 % et <0,14 %) ; et le film radiochromique (<1,73 % et <0,01 %). Bien que la dose ait diminué rapidement avec la distance à l’axe central du faisceau, la dose délivrée à distance pourrait être de plusieurs centigrays. La dose de neutrons pour les photons de 20 MV à une distance de 25cm de l’isocentre était de 4,0mSv/Gy.

Conclusion

Nos résultats montrent que, dans la zone proche du faisceau, la dose d’irradiation pourrait être aussi élevée que 1,5Gy, en supposant une dose prescrite de 75Gy à l’isocentre. En revanche, les doses délivrées dans les régions plus éloignées du volume cible prévisionnel étaient beaucoup plus faibles (quelques centigrays). Ces résultats montrent que des faisceaux de photons de 6 MV et 20 MV pourraient produire des niveaux de dose importants en dehors du faisceau. Les données présentées ici peuvent être utiles pour étudier l’impact potentiel des doses très faibles de rayonnement sur les tissus humains.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : Out-of-field doses, Neutron doses, Radiation dosimetry, TLD

Mots clés : Doses en dehors du faisceau, Doses de neutron, Dosimétrie, Dosimètres thermoluminescents


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